超导处理器上布洛赫振荡与 Wannier-Stark 局域化的观测
量子物理
2021-06-18 v2 量子气体
摘要
布洛赫振荡（BO）与 Wannier-Stark 局域化（WSL）是凝聚态物理中关于金属-绝缘体转变的基本概念。这些现象已在半导体超晶格中被观测到，并在光子波导阵列和冷原子等平台上被模拟。在此，我们报道了利用 5 量子比特可编程超导处理器模拟 BO 和 WSL 的实验研究，其有效哈密顿量为各向同性 自旋链。通过对所有单个量子比特进行适当调谐向系统施加线性势，我们观察到单自旋在链上的传播受到抑制，倾向于在初始位置附近振荡，这展示了 BO 和 WSL 的特征。我们验证了 WSL 长度与势梯度成反比。得益于实验中所有量子比特的精确单次同步读取，我们还能研究热输运，这需要多于一个量子比特的联合测量。实验结果表明，作为 BO 和 WSL 的本质特征，热输运在线性势下同样被阻断。我们的实验可扩展至更多超导量子比特，以模拟量子多体系统中的各类非平衡问题。
引用
@article{arxiv.2007.08853,
title = {Observation of Bloch Oscillations and Wannier-Stark Localization on a Superconducting Processor},
author = {Xue-Yi Guo and Zi-Yong Ge and Hekang Li and Zhan Wang and Yu-Ran Zhang and Peangtao Song and Zhongcheng Xiang and Xiaohui Song and Yirong Jin and Kai Xu and Dongning Zheng and Heng Fan},
journal= {arXiv preprint arXiv:2007.08853},
year = {2021}
}
备注
8+12 pages, 4 figures